Самолётные лыжи
Почти с самого начала, как у меня появился свой самолёт я столкнулся с вопросом: как бы мне зимой не зависеть от расчистки ВПП от снега. Базировался я тогда на грунтовом аэродроме Волжанка под Тверью. При всей аккуратности хозяина аэродрома и старшего авиационного начальника, прошедший в ночь хороший снегопад мог легко вывести из эксплуатации ВПП. А весной, когда укатанный за зиму снег начинал таять, эксплуатацию самолёта на колёсном шасси приходилось останавливать более чем на месяц. Причина заключалась в невозможности по рыхлому снегу или снежной каше разогнаться до скорости отрыва. Самолёт вяз в снегу и буквально не хотел бежать. Обычно проехав всю ВПП туда и обратно, я заруливал на стоянку и от полётов отказывался. Также, летая зимой на колёсах, я знал, что практически любая вынужденная посадка с подбором грозит капотом и сильно поломанным самолётом. Выход из этой ситуации был один - лыжи для самолёта. Однако стандартных лыж на 150 Cessna не выпускалось…
Прошло несколько лет и я стал совладельцем Ан-2. К тому моменту базировался я уже на аэродроме Орловка недалеко от Ржева. Там была отличная асфальтовая ВПП, которую регулярно чистили, и для маленьких самолётов этого было “за глаза”, но зимой на Ан-2 на узкой твёрдой ВПП с брустверами - летать удовольствие малоприятное. Чуть посильнее боковой ветер, или тормоза подклинят, и все шансы улететь в бруствер. Поэтому для Ан-2 были куплены лыжи. И вот тут я понял - какое же счастье зимой летать на лыжах. Да, дюралевые лыжи примерзают, но если они поехали, то у тебя почти безграничная свобода. Мы садились на Ан-2 на лыжах на водохранилища, поля засыпанные снегом, и даже на болота. Красота взлёта самолёта на лыжном шасси в солнечный день поражает. Когда куча искрящихся снежинок летят с лыж, а самолёт, оставив лыжный след на снегу, улетает в небо.
И тут снова я стал грезить лыжами для маленькой 150 Цессны. Лыжи я однозначно хотел только дюралевые. Это и меньший вес, и возможность полевого ремонта, да и просто любовь к материалу.
Опыт эксплуатации Ан-2 на лыжах показывал, что летать с целины на Ан-2 можно только на пустом, если он полностью заправлен и загружен то вылет возможен только если есть наст и снежный покров держит вес человека, либо ВПП укатана. Меня это не совсем устраивало. Нужно иметь возможность совершить посадку и взлёт с целины, с пухляка. Именно такую задачу я ставил перед лыжами.
______________________
Пример посадки в Корпагорах на целину. Снежный Наст почти держит человека. Взлететь на Ан-2 тогда удалось с большим трудом. Снег влажный, перед носком лыж гонится валок. Хвостовая лыжа закапывается.
You can watch this video on www.livejournal.com
В то то же время Хаски на лыжах имеющих меньшую удельную нагрузку на площадь прекрасно рулил и взлетел
А вот руление Ан-2 на лыжах по неглубокой целине (замерзшее озеро в Нарьян-Мар)
You can watch this video on www.livejournal.com
Посадка из-за обледенения на болото и взлёт с него на Ан-2
You can watch this video on www.livejournal.com
_____________________________________
Я начал собирать информацию по требованиям, расчётным случаям к проектируемым лыжам. Дело двигалось медленно. Но чем больше я погружался в тему, тем больше понимал что нужно делать не просто лыжи, а колёсно-лыжное шасси. Заразил идеей подобной конструкции Олега Овсянникова и компанию Авион. И вот уже первые такие лыжи были спроектированы и установлены на самолёт Maule Михаила Шевелёва из Дзержинска. Помню как мы ездили их ставить на аэродром Бабино под Нижним Новгородом.
Maule из Дзержинска на лыжах:
Потом уже КБ «АВИОН» сделал ещё несколько комплектов лыж. На лыжах залетал «Хаски» Игоря Колоколова, «RVшка» Нехорошева Олега. А я всё копил деньги…
В то время, пока лыжи делались в Москве, в Перми Антон Краев тоже вовсю занимался проектированием и созданием лыж. И тоже из дюраля. Очень талантливый конструктор, пилот, он разработал несколько комплектов лыж на самые разные самолёты: Цессны от 150 до 337, Пайперы. Мы познакомились, и Антон предложил сделать мне лыжи. От колёсно-лыжного шасси на 150 Цессну он меня отговорил, по причине сильного утяжеления конструкции, что при наличии всего 100 сильного двигателя будет слишком большой нагрузкой для самолёта.
Но я очень хотел лыжи с тормозами. Опять же, имея опыт полётов на Ан-2, я понимал, что без тормозов радиус разворота на накатанной ВПП или льду будет огромным. И вот впервые на 150 Цессну были сделаны лыжи с тормозами, для привода которых были поставлены электрические актуаторы прям в тело лыжи. Очень эллегантное решение. Площадь лыж была рассчитана для работы с целинного снега. Остро стоял вопрос о носовой лыже. Если на самолётах с хвостовым колесом нет проблемы зарывания носовой стойки, то тут если носовая стойка провалится в снег, и не дай бог это произойдёт на скорости, то это приведёт к серьёзной поломке самолёта. Казалось бы - поставь побольше лыжу и всё отлично. Но тут другая проблема - вращающийся винт и невозможность вынести носок лыжи далеко вперёд. Удлинение лыжи тоже играет значительную роль в её качестве (короткая и широкая лыжа не будет работать). Помимо этих нюансов, работы Антона Краева показали, что на качество работы лыж очень сильно влияет загиб носка лыжи и высота оси вращения. Также много тонкостей заключается в настройках угла установки лыж. В 1930-х годах прошлого столетия были проведены объёмные исследования как конструкции так и аэродинамики лыж. Но мало, очень мало материалов сохранилось на сегодня. И многое пришлось познавать опытным путём.
И вот у меня уже появился комплект лыж от Антона!
Модель лыжи:
А вот уже лыжи на самолёте
Кит-набор
Электромеханизм
Сборка
Первые примерки
Установка электромеханизма
На аэродоме сборка и доработка по месту:
Впервые встал на лыжи
Лето ушло на его сборку, в КБ АВИОН друзья помогли их собрать. И вот осенью я привёз лыжи на аэродром. Месяц по выходным ушло на изготовление и доводку узлов крепления тросов, пружин и резинок, подбор и регулировку. Оказывается, помимо основных резинок обязательно должны стоять страховочные троса как спереди так и сзади. Они должны обеспечивать с одной стороны свободу хода, а с другой спасти самолёт, в случае обрыва резинки или вырыва крепёжного болта. Я знаю несколько случаев аварий, когда порвалась резинка, а страховочного троса не было, и лыжа становилась поперёк потока или переворачивалась вверх полозом. Тормоза… это отдельная тема. Как будут работать гребёнки? Только испытания покажут.
Click to viewПервые пробежки, развороты я начал делать с ещё не подключенными тормозными механизмами. Радиус разворота на обледенелой ВПП составил под 50м, если в режиме заноса делать разворот, то в 30м укладываешься. А вот с гребёнками можно спокойно в 7-10м уложиться. Но на пухляке тормоза не работают!
Первые подлёты для определния положения лыж, проводил с фото и видео фиксацией. Настя Носова очень сильно помогла, снимая положения лыж с параллельно двигающейся машины.
Первые полёты показали, что задранные вверх носки лыж страшно тормозят самолёт. Он нехотя оторвался от ВПП, а дальше скорость плохо растёт, скороподъёмность 1,5 м/сек…. И это я один в кабине. Потихоньку набираю 100м, делаю круг и на проходе разгоняю самолёт до 100 миль в час. Мне нужно посмотреть хватает ли амортизаторов и пружин, чтобы лыжи не хлопали. Всё в норме.
После посадки докладываю конструктору поведение, Антон подсказывает как правильно выставить лыжи и как подобрать задние амортизаторы.
Проходит ещё неделя, снова регулировки и облёт. И опять съёмки с земли. Сегодня самолёт уже лучше летит, но в процессе регулировок слишком сильно опустили носки у основных лыж. Хорошо что летаем с обледенелой ВПП, там зарывания не будет.
Проходит ещё пару недель, я привожу тандера, которые ставлю на задние троса. Облёт, регулировка, и, вот, можно начинать следующий этап испытаний. Прошлую неделю стоял мороз, выпало много снега, он очень лёгкий и пухлый. Будем пробовать садиться и взлетать с него. К сожалению бруствера на аэродроме не дают выехать на целину, поэтому взлёт с основной ВПП, а далее проход с касанием на целину, оценка как держит самолёт. Всё в норме, следующий заход уже с посадкой. Сажусь… самолёт немного проседает и катится, нос хорошо задран. Замедляюсь, самолёт немного проседает в снег и останавливается, даю газу - едем вперёд. Уже хорошо. Выключаю двигатель и выхожу из самолёта. Нужно снаружи всё осмотреть. Только я сошёл с лыжи, как тут же проваливаюсь в снег выше колен. В таком снегу тяжело пройти даже 10м. А самолёт стоит как на постаменте. Носовая лыжа почти вся наверху, а основные под снегом. Ну что-же, попробуем развернуться и взлететь?
Забираюсь на лыжу, а с неё и в самолёт. Запуск и поехали. Чтобы разгрузить нос штурвал полностью выбран на себя. Самолёт медленно едет, разворачивается, и вот передо мной впереди 2 км рулёжки. Даю максимал, мотор выходит на взлётный режим, и самолёт медленно начинает разбегаться, покачиваясь как корабль на огромных волнах. Выпускаю закрылки на 20 градусов и чувствую как лыжи уже почти вышли на глиссирующий режим! Пошёл рост скорости и Цессна отрывается от земли. Мы летим!
Потом уже на видео я увижу, что хвост самолёта уже почти был в снегу. Так глубоко он сидел. Разбег занял около 500-600м.
Следующее испытание будем проводить уже вдвоём. Надо понять как самолёт на пухляке будет себя вести с максимальной загрузкой.
Взлёт с Юрой с ВПП и посадка на магистралку. Самолёт проваливается в снег почти также как и когда я был один. Рулит. Остановился. Разворачиваемся и пытаемся взлететь. Самолёт бежит, а скорость выше 25-30 миль не растёт, и он не поднимается. Выпуск закрылков не помогает. Так мы и пробежали 2 км. Вылезли в конце магистралки из самолёта и провалились по пояс в снег. С трудом развернули вручную самолёт. Ну-с попробуем ещё раз. И снова ползём по снегу. Вылезая на свою колею самолёт пытается ускорится, но тут же снова спрыгивает в пухляк… Видимо придётся Юру высаживать и взлетать одному. Но дай-ка ещё раз по своим следам попробуем.
Третья попытка оказалась успешной. Выскочив на свою лыжню самолёт пошёл в разгон и выпуском закрылков его удалось вырвать из снежного плена! Всё, мы летим!!
Помню как на Ан-2 по той же методике накатки лыжни удавалось взлететь. Но там 1000л.с., а тут всего 100.
Да, лыжи на Цессне подшиты пластиком и это большое подспорье. Они почти не примерзают.
По результатам этих испытаний и доводок теперь я могу свободно летать на 150 Цессне на лыжах практически по любому снегу. Вынужденная посадка в поле или на замерзшую реку будет безопасной, носовая лыжа прекрасно себя зарекомендовала.
За эту зиму лыжи были облётаны как на свежевыпавшем пухляке, так и на насте и льду. Зарекомендовали себя - просто великолепно. Однозначно следующие зимы самолёт будет эксплуатироваться только на лыжном шасси.